水泥与生态环境（推荐）_水泥与环境的现状

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水泥与生态环境

摘要：在所有人造材料中，建筑材料的产量最大、用量最多，资源消耗和环境负荷最严重，为了保障可持续发展对国民经济建设的要求我们必须关注建筑材料生态化，研究和发展生态建筑材料。本文主要讨论水泥与生态环境的一系列问题。关键词： 水泥

生态环境

可持续发展

环境污染

废弃物

水泥是一种传统的、用量非常大的且廉价可靠的土木工程材料，在相当长的时期内没有其他材料可以代替它，因此水泥也是具有巨大生命力的材料；但与其相关的环境资源问题也日益受到国家和社会的关注的焦点。自20世纪80年代后期以来，保护地球环境，寻求与自然的和谐之处，走可持续发展之路已经成为全世界共同关心的课题。水泥工业的发展方向必然是既要满足现代化建设的需要，又要考虑环境的因素；减轻地球环境的负荷，有利于资源、能源的节省和生态平衡。

水泥生产过程中资源和能源消耗量大，造成严重的环境污染。例如，水泥生产要消耗大量的石灰石资源和黏土资源。在我国，每吨水泥熟料要用1.4~1.5t石灰石，0.2~0.3t黏土和0.2t煤炭；同时，生产排放大量的CO2、NOx气体和粉尘；石灰石资源和黏土资源的大量消耗会破坏植被，造成水土流失；CO2等具有温室效应的气体浓度的不断增加会导致地球环境表面温度上升，对气候、农业和生态系统造成严重影响；煤炭燃烧产生的二氧化碳、氮氧化合物是有害人体健康的气体，也是“酸雨”形成的重要原因。

水泥的制造与环境生态治理 水泥工业对环境的不利影响，人们首先关注的是粉尘和噪音，但技术的进步，现代水泥厂已经基本完全解决上述问题，例如超声波技术在水泥粉磨中的应用，采用遮幕技术进行车间设计，使水泥厂与周围环境相协调；水泥生产有害废气的处理，也相继开发出烟气脱硫、脱氮装置，窑灰脱碱及CO2回收技术等。因此水泥企业有望在不久的将来彻底改变乌烟瘴气的形象，成为零污染、环境友好型产业。此外，水泥工业在废气净化、余热利用和固态废弃物减少等方面的技术优势，使其在解决自身污染问题之外，对循环利用其他工业废渣和可燃性废料也具有得天独厚的优势。同时，水泥作为一种胶凝材料，也可作为环境工程材料使用，为生态环境的整体治理做贡献。

目前，国内外在改善水泥工业与环境相容性方面可采取如下一些措施。1.高性能水泥的研究与开发

用少量高性能水泥可以达到大量低质水泥的使用效果，因此可减少生产水泥的资源能源消耗，减轻环境负荷。高性能水泥的主要研究内容是水泥熟料矿物体系与水泥颗粒形状、颗粒级配等问题。

高性能水泥与同类水泥相比，水泥生产的能耗可降低20%以上，CO2排放量可以减少20%以上，强度可以提高10MPa以上，综合性能可以提高30%~50%。因此，水泥用量可以减少20%~30%，开发高性能水泥有利于环境保护和水泥工业的可持续发展。

2.采用先进的水泥生产工艺

选用新型干法窑，淘汰湿法回转窑和立窑等落后的生产工艺，从而生产能耗和排放会大大降低。另外，采用烟气脱氮、脱硫装置，窑灰脱碱及CO2回收技术等，水泥企业有望在不久的将来彻底改变其乌烟瘴气的形象，成为零污染、“环境友好型”企业。

3.利用固体废弃物生产生态水泥

生态水泥就是利用各种固体废弃物包括各种工业废料以及生活垃圾作为原材料制造的水泥。这种水泥能降低废弃物处理的负荷，节省资源和能源，达到与环境共生的目的，是21世纪水泥技术发展的方向。

可燃废弃物的种类很多，如废弃机油、废溶剂、废轮胎、动物肉脂粉、稻米壳、石焦油、废纸、废塑料、费棉织品、可燃生活垃圾等；以及医院的有毒垃圾和某些工业部门的有毒有害物。可利用可燃废弃物（包括固态、液态、气态）代替部分或大部分燃煤和燃油，既处置了废料，又节约了能源，也减少了CO2等有害气体排放量。

4.利用工业废渣制备水泥

理论上讲，凡是可以提供水泥组分所需CaO、SiO2、Al2O3和Fe2O3等氧化物的物料均可用于水泥生产。工业废渣既可在熟料生产阶段加入，也可作为水泥混合材料，在后期水泥负荷阶段加入。水泥煅烧在碱性条件下进行，有毒有害废弃物中的化学元素被中和和吸收，变成无毒的化合物；焚烧废物的残渣最终进入水泥熟料，对水泥质量一般无不良影响。水泥窑还可以将废料中的大部分重金属元素固定，避免扩散污染。

大量利用工业废渣，可节约原材料和能耗，降低有害气体和粉尘的排放，生料系统利用工业废渣可节约原料。水泥制备系统利用工业废渣可节约水泥熟料，每生产1t水泥熟料，可节约标准煤120kg，节约原料1.6t，可少排出二氧化碳1t，二氧化硫2kg，氮氧化合物4kg。可见，大量利用工业废渣对节能降耗，降低有害气体和粉尘排放，潜力巨大、效益显著。

对我国未来水泥工业的发展展望

为实现我国水泥工业的高效可持续发展，我国水泥发展和技术研究在总体上有如下几个方面：

（1）水泥行业生产的节能降耗、粉尘排放、噪音污染和有害气体排放量问题；

（2）调整优化产品结构，以适应当前社会多样化发展对砼性能提出的更高要求；

（3）水泥产品的生态化设计；

（4）加强水泥工业对工业废弃物的利用及工业废弃物在水泥制备中使用效率的研究；

（5）用于环境生态治理的水泥或凝胶材料开发与应用。

参考文献：施惠生《土木工程材料》

严捍东《新型建筑材料》

郭随华，翁端，陈益民《我国水泥工业“生态化”的研究现状和发展趋势》